基于因果行为模型的机械运动系统方案求解

从机械运动系统的多能复合特征出发,提出了基于因果行为模型的方案求解方法.采用键合图建模运动行为语义,提取了输入输出的能量类型、变化与约束特征.通过有向图联结基本行为,建立因果行为模型来描述系统的复杂行为.建立了相应的方案求解过程模型,其中方案创新主要通过正向推理组合基本元件,方案变型则通过在约束下扩展行为模板实现.最后,以工业高速平头锁眼机运动方案为例,验证了该方案的可行性.     

基于约束网络的机械产品设计方法原理

将产品设计看作为约束满足问题,提出基于约束网络的产品设计方法。通过对设计过程中涉及的变量和约束进行研究,并结合设计环境和设计本体系统理论,抽象出设计约束系统表达设计实质。对产品设计过程中的约束进行分类,通过用图论表示并进行网络构造,在统一约束机制下通过网络运算获得设计链。提取设计链信息得到概念设计方案,为实现机械产品设计自动化提供新途径。     

用状态向量表示法实现计算机辅助机械运动方案设计

设计模型的建立是机械运动方案自动化综合的关键。本文提出的运动状态向量表示法,将复杂运动方案的设计简化为运动功能匹配和约束检查的求解过程。由此建立计算机能够识别的机械运动方案设计模式,使运动方案设计得以实现。     

机械运动方案知识库的对偶矢量表达及型综合

简要介绍了机械运动系统方案设计知识库的结构和螺旋理论及对偶矢量表达。提出了知识库基本元素的对偶矢量建模方法。通过输入运动旋量和输出运动旋量表达机构的运动行为要求和设计需求。在运动方案的型综合中，需要进行两项工作：一是将各备选机构坐标转换为机器的通用坐标；二是将各备选机构的轴线首末端空间方位按组合的先后顺序对齐。为此给出了基于对偶矢量表示的坐标变换和线性变换公式。最后列举了一个实例验证螺旋理论在概念设计中的可行性和意义。     

双侧电机驱动的功率耦合机构传动方案设计方法

根据履带车辆传动特点提出了一种新的双侧电机耦合驱动传动方案。应用行星传动构件综合分析法,提出了方案优选的构件组合原则,建立了双侧电机耦合传动输入输出间的转速、转矩数学变换模型,并提出将特征参数转向再生功率机械利用率作为定量的评价指标。最终,形成了一种适用于双输入双输出功率耦合机构的传动方案设计方法,据此设计了双侧电机耦合驱动传动系统。计算表明,功率耦合机构能够实现履带车辆转向再生功率的机械回流,可降低电机的功率需求,所提出方案的电机功率需求仅为双侧电机独立驱动方案电机功率需求的0.65倍。分析结果验证了该设计方法的可行性和正确性。     

复杂运动需求机构自动化选型方法研究

通过引入运动特性变换矩阵,将机构的运动特性,如运动类型、运动轴线和速度特性等,集成于一体,并通过对运动特性变换矩阵行和列进行变换,然后对速度特性进行扩展和分配,实现运动需求的自动分解。该方法从本质上讲是一种自顶向下的求解方法,以成熟的矩阵理论为依托,逻辑性和可操作性强,有利于计算机辅助自动化求解过程的实现。     

概念设计中的F-B-S-E模型和作用流方法

在机械运动系统概念设计中 ,引入工作环境的概念 ,给出了功能—行为—结构—工作环境的功能设计信息模型 ,通过输入输出作用流表达运动行为。与目前普遍使用的输入输出对象方法 (“三流”———物料、能量和信息流 )相比 ,此方法不仅更适合于概念设计 ,而且具有重要意义。基于以上策略 ,通过分析设计、工作环境、设计的部件、属性及其属性表达以及约束等等之间相关的“作用流”来研究功能设计信息     

机构运动链构型创新设计方法的研究

根据构件数和自由度数，进行机构的数、型综合，得到满足机构数和自由度数的所有运动链，根据设计对象的约束条件，将运动链生成机构运动简图，进行机构运动方案的概念创新设计。以容积式机器容腔执行机构概念设计为例，说明了该方法的可行性。     

构件相似性识别的搜索矩阵法

构件的相似性识别是方案创新设计中避免同构方案的关键问题之一。基于图论中广度优先搜索算法,针对运动链再生创新设计中构件的相似性判断,提出了一种新的相似性判断方法——搜索矩阵法。首先根据邻接矩阵对运动链中某构件为树根进行广度优先搜索,产生赋权广度优先生成树,并将每层搜索到的构件运动副序列形成对应的广度优先搜索矩阵,然后根据两构件搜索矩阵是否相同来识别两构件是否相似。该方法具有操作简单、可靠性好、识别率高又易于计算机实现等特点。通过实例验证了这种方法的有效性和完备性。     

基于状态空间方法的机械运动方案设计的理论基础

为解决机械运动方案的设计问题,提出了机械运动方案设计的状态空间方法,以基本变换单元为功能载体,构建了状态特征矢量,并推导获得了状态方程;提取了状态矩阵内非零元素的运动特征值,讨论了对偶矢量及状态空间的相关性质,得到了状态空间中运动变换特征矢量的运算规则,为应用状态空间方法实现方案设计的可计算自动求解提供了理论基础。     

Kinematic analysis of combined roller-chain and planar mechanisms

This paper presents a suggested mechanical system comprising of two sprocket roller-chains (flexible system) in combination with rigid planar links either crank-coupler or drag-link linkage. The paper discusses and analyzes two alternatives in which the roller-chain is driving the rigid links and “inverse” possibility when the crank of the rigid planar links is the input element and the output motion is taken from the roller-chain. Moreover, replacing the crank of the rigid links by a variable length is discussed, and obtained by considering the coupler as being joined with a point on a drag-link mechanism. The merits of each version are presented and discussed. Of interest, is the unique advantage of obtaining particular output/input velocity ratios which no available mechanism can achieve. Moreover, the obtained results indicate quite a useful applicability of the analyzed system in the industrial packing process, motion transmission and, in particular, in conveying machinery. The kinematic analysis procedure is presented in simple formulation using trigonometric relations.     

产品概念设计自动综合求解与系统实现

运用键合图方法定义了基本元件，并提取其输入输出特征与能量传递和转换函数。研究了单输入单输出机械产品的概念设计自动求解。提出了目标驱动的逐段综合求解策略和基于模糊距离的方案评价方法，开发了相应的概念设计原型系统。结合面向对象和规则方法来表达设计知识，其中面向对象方法用来封装元件，形成元件类，规则则用来指导搜索过程。通过自动门驱动装置的设计实例，说明该方法适用于定常和非定常的设计要求。     

On the improvement design of dynamic characteristics for the roller follower of a variable-speed plate cam mechanism

Without modifying the cam contour, a cam mechanism with a variable input speed trajectory offers an alternative solution to flexibly achieve kinematic and dynamic characteristics, and then decrease the follower’s residual vibration. Firstly, the speed trajectory of cam is derived by employing Bezier curve, and motion continuity conditions are investigated. Then the motion characteristics between the plate cam and its roller follower are derived. To analyze the residual vibration, a single degree of freedom dynamic model of the elastic cam-follower system is introduced. Based on the motion equation derived from the dynamic model, the residual vibration of the follower is yielded. The design procedure to improve the kinematic and dynamic motion characteristics is presented and two design examples with discussions are provided. Finally, the simulations of the kinematic and dynamic models by ADAMS are carried out and verified that the design models as well as the performances of the mechanism are feasible.     

基于拆卸树模型的定制产品绿色设计支持系统

针对绿色设计研究中缺乏提高和改善定制产品的易同收处理性及其环境属性的方法和工具的问题,提出了一种用于分析定制产品方案的环境属性的面向产品同收拆卸处理的拆卸树模型.同时,对其环境影响评价因子及其计算方法进行了说明,并开发了一种基于该模型的针对定制产品的绿色设计支持系统.通过推拉门定制方案的设计实例,验证了该系统的可行性.     

折弯机压紧机构的选型及设计

为了解决折弯机压紧机构工作稳定性较差、可靠性较低的问题,对压紧机构进行了选型,并应用串联式机构组合原理对压紧机构进行了方案设计,给出了压紧机构的机构运动简图和主要尺寸,并在此基础上完成了压紧机构的结构设计。     

复杂机械系统方案创新设计阶段符号方案的自动化生成

基于机构组合创新思想进行复杂机械系统方案设计的自动化方法研究。在实践上，开发了机构组合创新应用软件。阐明了采用该软件进行复杂机械系统方案设计的工作流程，给出了应用实例。同时，从系统的角度出发，对概念设计阶段符号方案的自动化生成进行了较为深入的研究。     

基于线性输入输出关系的空间连杆机构设计

通过对机构设计要求和初始条件的分析,提出两种典型的设计方案,一种是RSSR机构,另一种是双RSSR机构。以CATIA为平台,按自顶向下的设计思路,进行空间连杆机构的结构设计,并在CATIA运动模拟机构中进行运动模拟,比较了两种方案的运动传递特性。分析指出,在输入角度较小的情况下,两种机构的输入量与输出量之间均能保持良好的线性关系;适当选择构件尺寸,双RSSR机构能基本保持输出与输入相等。而RSSR机构能否保持输出与输入相等主要受到初始条件的限制。     

二自由度基本机构特征状态方程及其应用

提出了二自由度基本机构的特征状态分析方法，并依此建立了二自由度基本机构的数学知识模型。首先定义并归纳了运动功能特征模式，继而针对具体二自由度基本机构输入输出连续运动速度一般方程，提取输入输出运动的特征矢量，并在二元函数级数展开的基础上提取出函数的功能特征值，从而把二自由度基本机构的运动传递单元转化为运动特征变换单元，由此使机构的运动功能分析脱离机构单元本身具体尺度的影响；建立了二自由度基本机构的特征状态方程，进一步讨论了特征矢量、特征状态方程的性质及其运算规则，得到了运动传递特征和性质；研究了数学模型到基础数据的知识转换过程，建立了二自由度基本机构基础知识数据库，为机械系统方案设计提供选型依据。通过实例说明了造型过程及其具体方法。     

基于多视图模型的产品多学科协同设计研究

提出一种基于多视图模型的有效支持分布式多学科协同设计的框架结构。引入共享组件及学科Agent的概念，学科Agent通过对组件的继承与组合来构建产品的多视图模型。介绍了在不同学科模型的组件间通过功能、行为和结构等建立多层次的动态约束关系的方法，由此实现产品的多学科模型间的关联及一致性的维护。分析讨论了多个学科Agent间协商的知识级语义模型和交流机制，使设计者之间实现语义信息的交流和协商。     

基于知识的机械产品概念设计启发式求解

从能量转换的角度建立了产品概念设计的功能-行为-结构求解框架，分别采用输入输出转换和键合图对功能与行为进行建模；建立了概念设计的知识获取框架，基于功能-行为-结构框架抽取设计知识，结合产生式规则和面向对象方法进行对知识进行表示；基于A＊算法开发了一种启发式求解策略，通过模糊多准则决策定义了评估函数，继而对状态空间进行搜索并获取了满意解；结合自动门驱动装置设计实例验证了启发式求解算法的正确性。